_圈层_结构_时空差异与能源强度_以十大城市群为例_李治_连玉君_李培_郭菊娥

“圈层”结构、时空差异与能源强度———以十大城市群为例李治1连玉君2李培3郭菊娥4（1．西安建筑科技大学管理学院，陕西西安，710055；2．中山大学岭南学院金融学系，广东广州，510275；3．新加坡国立大学房地产研究中心，新加坡，119613；4．西安交通大学管理学院，陕西西安，710049）【摘要】借助于经济地理学的理论视角，使用城市引力模型对十大城市群“圈层”结构进行测度，然后对城市群“圈层”结构降低能源强度的影响程度及其时空差异进行分析。

结果显示，成熟的城市群和适度的“圈层”结构更容易降低能源强度。

从空间维度上看，东部城市群“圈层”结构显著降低了能源强度，但在0.45边界标准之后，降低能源强度程度明显变小。

中西部城市群“圈层”结构降低能源强度程度小于东部城市群，大部分结果仅在10%水平上显著。

从时间维度上看，相机抉择使得政府节能减排战略未能实现预期目标，短期内弱化了“圈层”结构降低能源强度效果。

控制行政分割等变量发现，政府干预更容易凸显拥挤效应的约束作用，借助市场和空间的力量更有利于节能减排目标的实现。

【关键词】圈层经济结构；能源强度；地区差异；阶段特征；城市引力模型【中图分类号】F062.1；F061.5【文献标识码】A基金项目：国家自然科学基金面上项目“西部民生诉求下的碳减排实现途径及扶持政策研究”（编号：71173169）；中国博士后科学基金“西部城市群碳减排约束条件及减排机理研究”（编号：2013M532067）；浙江省自然科学基金青年项目“浙江省新型城市化与产业转型升级协同发展的机理研究”（编号：LQ13G030017）；西安市社科基金“西安市碳减排路径及扶持政策研究”（编号：14J224）；西安建筑科技大学青年科技基金项目“关中—天水城市群碳减排约束条件与减排机理研究”（编号：DA08112）0引言从理论上讲，提高能源效率具有“开源”与“节流”的双重含义，但是目前我国理论界讨论提高能源效率或节能更多的是技术节能、产业节能等，却忽视了空间节能。

好的空间结构和形态被普遍认为是城市或区域可持续发展的基础，而且城市的出现及空间重构与经济集聚是同一互相强化的过程：一方面，城市和经济集聚的交互发展为彼此提供了更多的发展空间和生产空间；另一方面，通过技术溢出效应、规模效应及降低竞争成本等渠道，经济聚集可以推动技术进步、降低能源在内的各类要素的单位产出消耗量以及形成有效的节能激励机制来达到降低能源强度的积极效应。

新经济地理学认为为了获取更高的收益率以及共享基础设施和信息、技术，大量企业、产品和要素向城市集中，最终构成了区域层面经济集聚———城市群［1］［2］，对于群内不同等级城市间紧密联系的表现形态，吴小波等将其描述为当该区域经济集聚平均程度达到饱和时，经济会出现向外扩张的趋势，形成不断循环的次一级经济发展带，这种循环运动最终可以增强中心城市的影响力，当中心地区的影响力覆盖到整个区域时，整个区域经济达到稳态，就形成了城市群“圈层”结构［3］。

伴随着城市群经济规模的持续扩大容易出现过度集聚现象，会由于投入过多造成生产阻塞而导致产出降低的现象，能源的过度消耗也就难以避免。

这使得一些传统产业出现资源配置效率不尽如意、生产要素拥挤等问题，急待寻找新的发展空间，可见这种拥挤效应引起的非经济性使得生产要素在空间具有分散趋势，会对区域能源强度可能产生正向影响。

基于此，我们提出本文的第一个研究假设，城市群“圈层”结构会对降低能源强度产生正向影响，而伴随出现的拥挤效应则会产生负向影响，城市群内中心城市对腹地城市经济联系强度的转换差异是城市群能源强度呈现差异的重要原因。

我国地域辽阔，地区间经济发展和城市化水平存在较大差距，尤其是长期以来中西部城市群未达到发育标准，而东部城市群投入产出效率明显要高于中西部城市群［4］，这使得不同地域的城市群“圈层”结构对能源强度的影响也可能会产生巨大的差异。

另外，经济聚集过程中并非仅有市场力量在发挥作用，地方政府为了提高政绩对辖区内经济聚集的干预也较为普遍，尤其2006年中央政府首次将节能减排目标纳入国民经济发展规划纲要以后，为了在“让利竞争”中获得优势，使得城市群内地方政府具有足够的激励在环境规制上“逐底竞争”，这使得地方政府间在降低能源强度问题上存在积极竞争与消极合作的行为［5］，从而容易出现地方政府环境规制失灵现象，因此集聚过程中规模经济并不会永远存在，也可能会对能源强度产生不同影响。

本文提出第二个研究假设，城市群“圈层”结构降低能源强度效应存在地区差异和阶段性特征，在简单动用行政手段规制所有地区节能水平的节能减排政策下，在聚集过程中降低能源强度的规模效应不可能永远存在。

基于本文提出的两个假设，本文试图捕捉城市群“圈层”结构对能源强度产生的影响，并分别从空间维度及时间维度两种视角来解读经济集聚与拥挤效应对降低能源强度的作用机制及影响程度，从而探寻空间和市场力量共同提升能源效率的可行选择，为后续的相关研究提供理论铺垫。

本文在结构上安排如下：第二部分为对经济集聚、拥挤效应和能源强度以及存在的时空差异的相关文献进行回顾；第三部分介绍我们研究使用的模型、变量和数据；第四部分为实证结果讨论，最后对本文小结和政策建议。

1文献回顾目前大量研究认为能源效率改进的本质在于结构变化及技术进步。

事实上，经济集聚本身就是随经济发展水平提高而不断变化的，同样会对能源效率产生重要影响。

杨礼琼等发现集聚的马歇尔外部性与雅各布斯外部性与环境技术效率都呈现倒U型关系［6］。

李思慧研究发现产业集聚会产生外部经济效应，企业通过成本节约和学习与创新能力的增强可以获得较高的能源效率［7］。

沈能等则认为集聚外部性是降低碳排放的重要机制，在节能减排工作中要充分发挥空间聚集的“自净效应”［8］。

在城市化对能源效率影响方面，萨多斯基（Sadorsky P）认为城镇化既能够带动能源消费增加又可以产生规模经济来促进能源效率，通过对能源消费形成的两种相左的力量最终会提升能源效率［9］。

韩峰等发现空间集聚外部性对地区能源效率的综合效应均为正，但各地区不同集聚外部性对能源效率的作用渠道和影响效果存在差异［10］。

在城市经济增长与能源效率差异及收敛方面，李治等研究发现随着人均城市GDP差异的收敛，我国内陆地区与沿海地区的城市能源消费强度差异也是收敛的［11］。

孙广生等的实证结果显示，尽管地区间“能源效率缺口”绝对量在逐年扩大，但表现出一定的追赶与收敛趋势［12］。

可以看出，区域经济集聚与城市化互动发展通过市场机制引导企业在空间布局上更为接近，形成经济集聚诱发技术外溢，最终产生规模经济带动能源强度下降，而且能源强度差异会伴随着经济增长表现出一定的收敛态势。

伴随经济集聚而产生的拥挤效应也会对能源强度产生影响。

马瑞威耶克（Van Marrewijk）认为集聚力来自厂商之间的外部规模经济，城市拥挤和环境污染等外部不经济是阻碍经济活动进一步空间集聚的离散力量［13］。

唐根年等指出部分制造业出现空间聚集过度及生产要素拥挤迹象，这会造成生产要素的输入过剩和输出效率损失［14］。

周圣强等测算发现，2003年以前我国经济集聚以规模效应为主，2003年后拥挤效应的约束性作用越来越凸显，经济效率与集聚度存在着倒U型的关系［15］。

师博等则发现城市密度上升初期，内嵌于基础设施的能源利用效率得以提升；当城市密度进一步提高，由于“拥挤效应”的作用使得能源效率反转下降［16］。

这些分析表明，地区“拥挤效应”容易提高能源强度，而且经济聚集的提升容易使得拥挤效应的约束性作用被凸显。

值得追问能源强度与表征区域集聚的“圈层”结构在城市群范围内表现如何？张亚斌等提供了部分证据，城市群内部通过实现产业企业的合理转移、分工和技术扩散来提升“圈层”内部产业结构，再通过产业在全国不同区域的合理布局实现不同“圈层”经济间的产业结构协同升级［17］，由于产业结构升级会对降低能源强度产生正向影响［18］，说明城市群“圈层”结构可以通过合理布局从而最终达到降低能源强度的目标。

不过，这项研究还很难对城市群圈层结构中所蕴含的经济集聚与拥挤效应的作用和能源强度的关系做出结论。

豆建民等指出对于同一个城市群，如果选择的时间点或时间跨度不同，集聚对环境污染的影响也可能不同［19］。

另外，张庆民等发现东部沿海城市群在环境投资与污染治理效率上高于其他城市群［20］。

张浩然等也发现城市群空间结构对全要素生产率具有显著的正向影响，但中西部城市群由于缺乏核心城市的集聚经济和规模经济效应，所以该结果不够显著［21］。

因此城市群“圈层”结构最终能否降低能源强度，以及该结果是否在空间维度及时间维度上存在差异还有待检验。

综上所述，对比现有文献，本文具有以下特点：其一，本文通过描述中心城市自身规模密度及中心城市对腹地规模密度的转换差异来反映逐层循环的城市群“圈层”结构特征，由于层级之间的形成是按照由近及远梯度推移进行的，可以依照与中心城市的关联紧密程度在降低能源强度的作用上实现不同经济圈层的定位。

第二，本文以能源强度作为被解释变量，而将城市群“圈层”结构作为解释变量，分别依据城市群成熟程度和国家节能减排方针政策所可能造成“圈层”结构对降低能源强度效果的不同影响进行分析。

2计量模型、指标选择与数据说明2.1城市群圈层结构的测度目前对城市群“圈层”结构进行测度，并发现与能源强度的关系并非不重要，而是缺乏合适的测度方法去描述二者之间的关系。

中心城市对外围地区的市场辐射力将以“圈”的形式向外均匀扩散，因此城市群圈层经济结构包含两个部分，一是表征区域集聚的中心城市规模密度。

只有中心城市达到相当密度或规模时，其城市功能才能为满足区域服务的供给需求提供保证，城市群所“圈定”的广袤地区会努力去建立与中心城市的紧密联系与整合发展。

二是圈域整体的规模密度。

具有较高规模密度的城市群外围为区域整合发展提供了有力的支撑，与中心城市之间互为依托、互促互进带动城市群经济的整体高效能发展。

城市群内部要素的密度格局反映着城市群空间集聚效应的强弱和辐射带动强度，包括中心城市在内的重要节点城市之间的空间联系成为衡量城市群内部空间优化与质量提升的关键。

本文借鉴孙东琪等［22］、邓智团等［23］的研究，采用引力模型测算中心城市及腹地经济紧密联系程度，计算公式如下：g=YiYjD2ij（1）其中Y i表示城市群中腹地城市i和中心城市j的GDP，YiYj表示两个城市GDP的乘积，D表示腹地城市i与中心城市j之间的实际交通距离。

为了描述中心城市与腹地城市经济联系转化的相对程度，首先分别计算中心城市对外辐射强度以及中心城市对腹地城市间的经济联系强度g city和gregion，在此基础上构建中心城市对腹地城市规模密度转换差异的经济联系强度比GＲC，即GＲC=gregiongcity（2）其中g region=Y i Y j/D2ij，g city=Y2j/r j2，其中GＲC表示城市群腹地城市i与中心城市j之间的引力强度与中心城市自身的引力强度的比值，其中中心城市半径rj2=Aj/π，A=中心城市行政区划面积。